ЛАКТАТ И АНАЕРОБИЯ.
Гипотеза первая: лактат результат недостатка кислорода.
Первая гипотеза основывается на предположении, что производство лактата связано с дефицитом кислорода на клеточном уровне. Это предположение основывается на многочисленных наблюдениях. Еще в 1871 году Hermann (in Stremel 1984) заметил, что мышцы могут работать в анаэробиозе, в отсутствие свободного (молекулярного) кислорода.
В 1907 году, Flechter et Hopkins публикуют статью под названием "Lactic Acid in Amphibian muscle" где в частности показывают что:
- мышцы в состоянии покоя содержат очень низкую концентрацию молочной кислоты;
- молочная кислота в мышцах может быть произведена в отсутствии кислорода;
- мышечная усталость сочетается с повышением концентрации молочной кислоты.
- гипоксия (снижение уровня кислорода) увеличивает образование молочной кислоты.
Работа мышц тогда объяснялась как две последовательные фазы:
-в первой фазе, так называемого «сокращения», мышечная работа в отсутствии кислорода приводит к образованию молочной кислоты;
-во второй фазе, «восстановления», образованная молочная кислота устранялась в присутствии кислорода.
Из этого анализа, физиологи сделали вывод, что если не обеспечить потребление кислорода во второй фазу, то утилизация лактата не может быть осуществлена и ему остается только накапливаться до остановки упражнения. Этот тезис подтверждается и тем фактом, что все экспериментальные условия направленные на уменьшения притока кислорода к тканям, а так же анемия как заболевание, связанное с дефицитом железа в крови или вдыхание окиси углерода вызывают увеличение образования молочной кислоты.
Накопление молочной кислоты объяснялось в то время как следствие дефицита кислорода на уровне мышечной клетки. Эта гипотеза все еще популярна, но все больше и больше в настоящее время оспаривается различными учеными и исследованиями. По мнению этих ученых, производство лактата не может быть объяснено только дефицитом кислорода.
Гипотеза вторая: лактат не результат недостатка кислорода.
Многочисленные исследования поддерживают данную гипотезу. Производство лактата в мышцах происходит даже при умеренной нагрузке, при которой нельзя говорить о недостатке кислорода. Исследования на животных показывают, что внутриклеточный дефицит кислорода в изолированной мышце собаки не показывает никаких ограничений активности дыхательной цепи митохондрий даже во время максимальной нагрузки.
Давление кислорода (PO2) в мышце не падает ниже 2 torr, что является достаточным для обеспечения окислительных реакций. Критическое PO2 для митохондрий находится на уровне 0,5 torr. Даже при субмаксимальной интенсивности мышцы не находятся в состоянии гипоксии. Это подтверждает тот факт, что при повышении PO2 до 10 torr не изменяет потребление кислорода. Интересно, что степень сатурации окси-гемоглобина (роста уровня зависимость насыщения гемоглобина кислородом) в ходе выполнения упражнения не влияет на рост уровня лактата в крови.
Эти наблюдения свидетельствуют, что у нас будет всегда достаточно кислорода в мышцах. Резкий рост уровня лактата не может быть следствием недостатка кислорода. Нужно искать иное решение.
ЛАКТАТ ПРЯМОЙ ПРОДУКТ ГЛИКОЛИЗА.
И так, количество производимого лактата больше не ассоциируется с работой в анаэробных условиях. Он больше не является показателем степени гипоксии, но является индикатором нагрузки анаэробного гликолиза.
Каждый раз когда происходит образование пирувата, конечного продукта метаболизма глюкозы в процессе гликолиза, происходит образование лактата (некоторое его количество трансформируется в лактат, в следствии закона эффекта массы), даже если достаточно кислорода. Это констатирует связь между скоростью образования энергии и ростом концентрации лактата.
Лактат накапливается просто потому, что скорости трансформации энергии в анаэробной и аэробной нагрузках отличаются. Лактат появляется как промежуточный метаболит гликолиза, который стремительно накапливается если деградация гликогена интенсивна. Активность ферментов LDH при гликолизе очень высока, почти в 100 раз выше, чем ферментов участвующих в окислении (121 против 1,2 micromoles/min/g). Таким образом, образование лактата может иметь место даже в аэробном режиме если скорость гликолиза высока.
Когда атлеты выполняют тяжелую беговую работы, например бегут долго в гору, их ноги становятся тяжелыми и они говорят,- «мышцы закислились». Действительно, именно накоплением кислоты в мышцах мы обязаны таким ощущениям. Но как это может быть связанно с образованием лактата? Мы должны показать связь лактата с образованием кислотности.
ЛАКТАТ И КИСЛОТНОСТЬ.
Эталоном для измерения кислотности служит показатель Ph. Что мы понимаем под Ph? Концентрацию ионов водорода в растворе. В чистой воде концентрация ионов водорода ({H+}) и и гидроксид-ионов ){OH-}) одинаковы и составляют 10-7 моль/л. Такой раствор называют нейтральным. Ph организма чуть-чуть выше этого значения. Если концентрация ионов водорода H+ увеличивается, Ph падает и среда становится кислой. Ответственными за кислотность клетки являются протоны -ионы водорода H+. Соответственно, если мы хотим понять степень участия лактата в возникновении кислотности, мы должны понять как он связан с протонами водорода.
Энергетические реакции в нашем организме происходят при участии электронов как переносчиков энергии. Атом водорода состоит из протона водорода и электрона вращающегося вокруг него. Организм извлекает энергию одновременно из протона водорода и его электрона. Кислотность таким образом присуща трансформации энергии. Без трансформации энергии не повышается кислотность и без повышения кислотности не производится энергия.
Вне зависимости от того, ответственна молочная кислота за кислотность или нет, мы можем констатировать, что производя энергию мы одновременно производим кислотность. Это первый вывод. Но какова все таки в этом роль молочной кислоты?
Что бы понять ее роль, мы должны вернуться к реакции гликогенеза. Субстратами гликогенеза являются пируват и лактат. Пируват превращается в лактат при участии протона Н+. Продуктами глюколиза являются лактат и протон водорода Н+. Эта реакция обратима и как из пирувата может быть произведена молочная кислота так и из молочной кислоты может быть произведен пируват. Когда накапливается много пирувата он превращается в молочную кислоту и когда происходит накопление молочной кислоты она начинает превращаться в пируват. Все это сопровождается производством энергии. Молочная кислота только на время берет кислотного агента (Н+) для проведения реакции далее возвращая его в нейтральную среду.
Таким образом молочная кислота это только площадка в последовательности трансформации энергии между анаэробным и аэробными режимами.В условиях высокого производства энергии в анаэробном режиме, молочная кислота является переносчиком энергии из тех мест в которых невозможно произвести трансформацию энергии в следствии повышенной кислотности, в тем места в которых она может быть трансформирована в энергию (другие группы мышц или сердце). Молочная кислота не создает кислотность, а сопровождает ее.
Последняя ее особенность делает молочную кислоты ценным показателем для отслеживания эффективности тренировок и прогнозирования результатов.
ЛАКТАТ И БЕГ.
Несмотря на все противоречия и неопределенности, которые окружают мир лактата, факт остается фактом: уровень лактата в крови тесно связан с интенсивность выполнения упражнения. Чем быстрее бежит атлет – тем быстрее он производит лактат. Это простое правило используется в контроле и управлении тренировочным процессом. Многие авторы показали, что лактатный порог (ПАНО), как и уровень максимального потребления кислорода (МПК-VO2max), соответствует скорости роста образования лактата в крови и является показателем лимитирующим производительность спортсмена. Для некоторых из них уровень лактата в крови был бы индикатором более надежным чем МПК.
НА ПРАКТИКЕ.
На сегодняшний день в продаже находятся портативные анализаторы лактата, которые по экспресс анализу крови определяют уровень лактата в крови. В зависимости от типа анализа (во время/или после испытания) ведется статистика. Данные результаты могут быть использованы далее для контроля нагрузки. Стоят такие анализаторы не менее 500 евро. Чтобы закончить эту главу, следует отметить, что измерения показателей лактата (манипуляции с кровью) накладывают на спортсмена серьезные меры предосторожности и рекомендованы только для хорошо подготовленных спортсменов и тренерского состава.
При переводе данной статьи были опущены все ссылки упоминаний на оригинальные исследования. Текс был максимально упрощен. В частности, из него были изъяты все химические формулы. Сделано это было с целью облегчить восприятие материала.
Источник: http://www.volodalen.com